电沉积合金预制层后退火制备铜锌锡硫薄膜及其光伏特性-中南大学学报.PDF

第 48 卷第 4 期 中南大学学报( 自然科学版) Vol.48 No.4 2017 年 4 月 Journal of Central South University (Science and Technology) April 2017 DOI: 10.11817/j.issn.1672-7207.2017.04.010 电沉积合金预制层后退火制备 铜锌锡硫薄膜及其光伏特性 1 1, 2 1, 2 1 1 1 1 1 杨佳 ，李轶 ，张坤 ，袁腾飞 ，蒋良兴 ，刘芳洋 ，赖延清 ，李劼 (1. 中南大学 冶金与环境学院，湖南 长沙，410083； 2. 格林美股份有限公司，广东 深圳，518000) 摘要：采用电沉积铜锌锡(Cu-Zn-Sn ，CZT) 合金预制层后退火制备薄膜太阳电池用吸收层材料铜锌锡硫 (Cu ZnSnS ，CZTS) 。利用扫描电镜、X 线能量色散谱仪、X 线衍射仪、拉曼光谱等检测方法对不同预制层成分 2 4 下制备的 CZTS 薄膜的表面形貌、成分和物相结构进行表征与分析。研究结果表明：随着预制层中铜摩尔分数的 增加，CZTS 薄膜(112) 面衍射峰半峰宽呈现先减小后增大的趋势，在物质的量比 n(Cu)/n(Zn+Sn)=0.83 和 n(Zn)/n(Sn)=1.31 的条件下获得半峰宽最小、结晶性能最好的 CZTS 薄膜；贫铜贫锌条件下制备的薄膜中存在 SnS2 二次相，贫铜富锌条件下制备的薄膜中存在少量 ZnS 二次相；富铜富锌条件下制备的薄膜中存在 Cu-S 二次相； 二次相对薄膜光电响应具有重要影响，贫铜富锌的样品光电响应性能较好，无光电流衰减现象，光电流密度最大 可达到 0.6 mA/cm2 2 ；最优成分下制备的CZTS 太阳电池在 100 mW/cm 光照条件下获得光电转换效率为 3.27% 。 关键词：电沉积；铜锌锡硫；光电化学；太阳电池 中图分类号：O472 文献标志码：A 文章编号：1672−7207(2017)04−0917−08 Preparation and photovoltaic characterization of Cu ZnSnS thin films fabricated by electrodeposition of 2 4 alloy precursor followed by annealling 1 1, 2 1, 2 1 1 YANG Jia , LI Yi , ZHANG Kun , YUAN Tengfei , JIANG Liangxing , 1